,624 北京科技大学学报 第32卷 即轧制乳化液的承载能力得到提高；同时摩擦系数 择基础油来调节乳化油的黏度和皂化值为调整乳化 降低，减摩性能提高；磨斑的直径呈减小趋势，抗磨 液润滑性能的主要手段之一[6-刃. 损性能不断提高，②植物油基轧制乳化液的摩擦 160 学性能则主要是受基础油皂化值的影响，具体表现 140 为，随着基础油皂化值的增大，轧制乳化液的摩擦学 120F 性能得到提高.③综合比较，植物油基轧制乳化液 的摩擦学性能要比矿物油基轧制乳化液的摩擦学性 能好 80 ◆一无润滑 实验过程中，以N15机械油为基础油配制的乳 60 ·一柒籽油 ★一棕制油 化油，放置24h后出现了分层现象，这将影响添加 ■一部子油 剂对乳化液性能的提高及乳化液性能的稳定性，更 为重要的是，基础油的选择对纳米粒子润滑添加剂 在润滑油脂中性能的发挥有一定的影响3).因此， 0.1 0.20.30.40.50.6 道次累积压下量m 基础油的选择影响着添加剂对乳化液性能提高作用 的发挥.同时，质量分数在80%以上的基础油对乳 图3植物油基轧制乳化液对轧制力的影响 Fig 3 Influence of mollng emulsions with plant base oils on the mll 化油的倾点、残炭和酸值等基础性能起着主导作用， ng fore 例如，凝点高低会影响乳化油的使用条件，残炭的多 少影响着乳化液退火清净性的好坏，酸值的大小影 2.2添加剂对乳化液摩擦学性能、轧制工艺特征的 响着乳化液的腐蚀性等. 影响 为了进一步测试对比各轧制乳化液的实际轧制 2.2.1传统添加剂对乳化液摩擦学性能、轧制工艺 润滑效果及验证以上摩擦学性能测试结果，采用以 特征的影响 上不同基础油的轧制乳化液对规格150mm× 添加剂作为增加油品种类和提高油品质量的重 50mm×1mmm退火状态的F钢进行了冷轧实验，其 要手段之一，可以归纳为保护金属表面的添加剂、扩 中，图2与图3为不同润滑条件的冷轧过程中，道次 大润滑油使用范围的添加剂、延长润滑油使用寿命 累积压下量与轧制工艺参数轧制压力的关系图，由 的添加剂三类.其中，决定着乳化液润滑性能的主 图可知：轧制过程中各乳化液表现出来的润滑效果 要为极压抗磨剂、防锈剂这类保护金属表面的添加 与四球摩擦磨损试验机测试的摩擦学性能参数趋势 剂⑧].因此，在考查添加剂对轧制乳化液摩擦学性 相一致.板带钢冷轧乳化油的40℃运动黏度一般 能的影响时，主要以极压抗磨剂为研究对象。传统 控制在60mm2.s左右.为了协调轧制乳化液的润 的极压抗磨剂主要包括氯系、硫系、磷系和硼酸盐 滑性与退火表面清净性，冷轧乳化油的皂化值 等，由于各类极压抗磨剂的作用原理及作用温度范 (K0H)一般控制在150mgg左右·因此，通过选 围不同，因此极压抗磨剂的复配已成为调节乳化液 160 性能的手段之一，实验中，采用传统的硫系与磷系 140 复配极压抗磨剂的乳化液表现出了较好的摩擦学性 120 能，但是，传统的极压抗磨剂是通过在板带钢表面 形成低熔点、易剪切的化学反应膜，来实现极压润滑 作用，其实质是一种适度的化学腐蚀，因此，采用传 一◆一无润滑 统的极压抗磨剂需要控制其用量来平衡轧制乳化液 ■-N15 ★-N32 的极压性与腐蚀性的关系 40 ■-N46 2.2.2纳米粒子润滑添加剂对乳化液摩擦学性能、 20 轧制工艺特征的影响 纳米技术的兴起和发展，促进了纳米粒子在润 0.10.20.30.40.50.6 道次累积压下量mm 滑领域的应用基础研究，并取得了一些成果.现用 图2矿物油基轧制乳化液对轧制力的影响 作润滑添加剂的纳米材料主要有金属粉体（铜、铅、 Fig 2 Infhence of molling cmulsions w ith m ineral base oils on the 锡和锌等)、纳米硫化物（二硫化钼、二硫化钨和硫 rolling fore 化铅等)、纳米氧化物（氧化铜、氧化铅和氧化锑北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 即轧制乳化液的承载能力得到提高；同时摩擦系数 降低‚减摩性能提高；磨斑的直径呈减小趋势‚抗磨 损性能不断提高．② 植物油基轧制乳化液的摩擦 学性能则主要是受基础油皂化值的影响‚具体表现 为‚随着基础油皂化值的增大‚轧制乳化液的摩擦学 性能得到提高．③ 综合比较‚植物油基轧制乳化液 的摩擦学性能要比矿物油基轧制乳化液的摩擦学性 能好． 实验过程中‚以 Ｎ15机械油为基础油配制的乳 化油‚放置 24ｈ后出现了分层现象．这将影响添加 剂对乳化液性能的提高及乳化液性能的稳定性．更 为重要的是‚基础油的选择对纳米粒子润滑添加剂 在润滑油脂中性能的发挥有一定的影响 ［3--4］．因此‚ 基础油的选择影响着添加剂对乳化液性能提高作用 的发挥．同时‚质量分数在 80％以上的基础油对乳 化油的倾点、残炭和酸值等基础性能起着主导作用． 例如‚凝点高低会影响乳化油的使用条件‚残炭的多 少影响着乳化液退火清净性的好坏‚酸值的大小影 响着乳化液的腐蚀性等． 为了进一步测试对比各轧制乳化液的实际轧制 润滑效果及验证以上摩擦学性能测试结果‚采用以 上不 同 基 础 油 的 轧 制 乳 化 液 对 规 格 150ｍｍ× 图 2 矿物油基轧制乳化液对轧制力的影响 Ｆｉｇ．2 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｅｍｕｌｓｉｏｎｓｗｉｔｈｍｉｎｅｒａｌｂａｓｅｏｉｌｓｏｎｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ 50ｍｍ×1ｍｍ退火状态的 ＩＦ钢进行了冷轧实验．其 中‚图 2与图 3为不同润滑条件的冷轧过程中‚道次 累积压下量与轧制工艺参数轧制压力的关系图．由 图可知：轧制过程中各乳化液表现出来的润滑效果 与四球摩擦磨损试验机测试的摩擦学性能参数趋势 相一致．板带钢冷轧乳化油的 40℃运动黏度一般 控制在60ｍｍ 2·ｓ —1左右．为了协调轧制乳化液的润 滑性与退火表面清净性‚冷轧乳化油的皂化值 （ＫＯＨ）一般控制在 150ｍｇ·ｇ —1左右．因此‚通过选 择基础油来调节乳化油的黏度和皂化值为调整乳化 液润滑性能的主要手段之一 ［5--7］． 图 3 植物油基轧制乳化液对轧制力的影响 Ｆｉｇ．3 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｅｍｕｌｓｉｏｎｓｗｉｔｈｐｌａｎｔｂａｓｅｏｉｌｓｏｎｔｈｅｒｏｌｌ- ｉｎｇｆｏｒｃｅ 2∙2 添加剂对乳化液摩擦学性能、轧制工艺特征的 影响 2∙2∙1 传统添加剂对乳化液摩擦学性能、轧制工艺 特征的影响 添加剂作为增加油品种类和提高油品质量的重 要手段之一‚可以归纳为保护金属表面的添加剂、扩 大润滑油使用范围的添加剂、延长润滑油使用寿命 的添加剂三类．其中‚决定着乳化液润滑性能的主 要为极压抗磨剂、防锈剂这类保护金属表面的添加 剂 ［8］．因此‚在考查添加剂对轧制乳化液摩擦学性 能的影响时‚主要以极压抗磨剂为研究对象．传统 的极压抗磨剂主要包括氯系、硫系、磷系和硼酸盐 等‚由于各类极压抗磨剂的作用原理及作用温度范 围不同‚因此极压抗磨剂的复配已成为调节乳化液 性能的手段之一．实验中‚采用传统的硫系与磷系 复配极压抗磨剂的乳化液表现出了较好的摩擦学性 能．但是‚传统的极压抗磨剂是通过在板带钢表面 形成低熔点、易剪切的化学反应膜‚来实现极压润滑 作用‚其实质是一种适度的化学腐蚀．因此‚采用传 统的极压抗磨剂需要控制其用量来平衡轧制乳化液 的极压性与腐蚀性的关系． 2∙2∙2 纳米粒子润滑添加剂对乳化液摩擦学性能、 轧制工艺特征的影响 纳米技术的兴起和发展‚促进了纳米粒子在润 滑领域的应用基础研究‚并取得了一些成果．现用 作润滑添加剂的纳米材料主要有金属粉体 （铜、铅、 锡和锌等 ）、纳米硫化物 （二硫化钼、二硫化钨和硫 化铅等 ）、纳米氧化物 （氧化铜、氧化铅和氧化锑 ·624·